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グレート・ノーザンZ-1は、グレート・ノーザン鉄道向けに製造された10両編成の電気機関車である[2] 。これらは第2カスケードトンネルを通る路線の作業に使用された。これらは1926年から1928年にかけて、ウェスティングハウス製の電気機器を使用してボールドウィン機関車工場で製造され、1956年にディーゼル化されるまで運用された。各機関車は1,830馬力 (1,360 kW) で、 1-D-1の輪配置であったが、常に連結されたペアで使用された。
電化
ウェナッチーから西へシアトルへ向かうルートは、スティーブンス峠を通ってノーザンカスケード山脈を越える必要がありました。1893 年の最初のルートは急勾配で、何度もジグザグに曲がる必要がありました。この地域は厳しい冬の山岳地帯でもあったため、これを避けるためにカスケードトンネルが建設され、1900 年に開通しました。
グレートノーザン鉄道は当初から蒸気機関車で牽引され、後にディーゼル機関車に切り替えられ、一般的に電力は採用されなかった。しかし、長さ2.6マイル (4.2 km) のトンネル内の換気が悪いという問題から、1909年に4台の3相交流ボックスキャブ機関車を導入し、早期に電化計画が立てられた。電化はトンネル自体を通る短距離のみに使用された。ここでの電化計画は当時としては珍しいものではなかったが、3相交流と2本の架空線、トロリーポール集電装置を使用するという珍しいものであった。
1910年に雪崩が発生し、トンネルの西口近くのウェリントン車庫で列車の乗客と乗務員が雪の吹きだまりに閉じ込められ、96人が死亡した。 [3] 両端の冬の悪天候を避けるため、長さ7.8マイル (12.6 km) の新しいトンネルの建設が開始された。このトンネルは1929年1月12日に開通し、 [4]現在も使用されている。ウェリントン車庫は最初タイに改名されたが、その後放棄され、スカイコミッシュの新しい場所に移転された。1926年に、トンネル全体を電気牽引で作業するのではなく、スカイコミッシュからカスケードまでの73マイルの区間全体で電気牽引を使用することが決定された。[5]
デザイン
最初のトンネルを走るボックスキャブは三相電化システムを使用していた。新たな拡張電化は、これをウェスティングハウスの単相システムに置き換えることだった[5]。 周波数は同じ25 Hzだが、電圧は6.6 kVから11 kVに上げられる。これは以前、ウェスティングハウスがニューヘイブンEP-1とデトロイト・トレド・アンド・アイアントン鉄道で実証していた。架線は1本だけになったため、トロリーポールではなくダイヤモンドパンタグラフで電流を集めることができる。絶縁体と隙間は、将来的に電化電圧を22 kVまで倍増できるように設計された。[5]
ボールドウィンとウェスティングハウスは、ニューヘイブン鉄道向けのものも含め、同様の電源をベースにした一連の機関車を製造した。
レイアウト
機関車は半永久的に連結されたユニットのペアとして製造され、常にそのように使用されました。これらはボックスキャブ機関車で、剛性フレームの上に単純な長方形の車体がありました。4つの駆動車軸はこのフレームで運ばれ、サスペンションのために別々の車軸箱ホーンガイドに取り付けられていましたが、トラクションモーターは別々で、それらの間には機械的な連結はなく、1'Do1'配置になっています。制御キャブは両端に用意されていましたが、装備されていたのは1つだけでした。将来、機関車を別々のユニットとして使用した場合、2番目のキャブを装備して反対方向に走行できるようにするという意図がありました。
電気機器
各機関車には2つのパンタグラフが装備されていたが、一度に使用されるのは1つだけで、もう1つは予備として用意されていた。2台は連結して使用されるため、2台の高電圧パンタグラフバスバーは架線への接続長を長くするために2台の間で連結されていた。[6]
各ユニットの高電圧変圧器は線間電圧を降圧し、整流器として機能する電動発電機セットに電力を供給した。電動発電機のこの使用は、グレート・ノーザン鉄道のすべての電気設備の特徴と見なされることになる。主発電機の定格は 600 V DC、1,500 kW であった。追加の発電機も提供され、125 V 75 kW の発電機が主発電機といくつかの補助電源に界磁を供給した。3 つ目の発電機は回生ブレーキ中に牽引モーターの界磁を供給するために使用され、ブレーキ時にのみ通電された。モーターの別の巻線は交流発電機として機能し、2 つの牽引モーター換気送風機と主変圧器用の 3 つ目の送風機に電力を供給するために使用された。これは最初は始動用に 3 相交流を供給し、その後単相に切り替えられた。[6]鉛蓄電池は主電源が中断された状態でも制御機器と照明機器に電力を供給でき、また電動発電機は交流電源だけでは自動始動しないため始動にも必要であった。[6]
回生ブレーキは当初から3相ボックスキャブで使用されていましたが、これは発電所の負荷バンクによって消費されていました。単相電化により、別の列車で再利用したり、供給ネットワークに供給したりできるようになりました。[7]
制御装置
ウェスティングハウスHBFR電空多重制御装置が装備された。これは通常、機関車を永久連結されたペアとして操作するために使用されるが、これらのペアを連結して単一の運転台から操作することもできた。[6]
トラクションモーター
4 台の先端に取り付けられた DC トラクション モーターが、車軸ごとに 1 台ずつ使用されました。駆動は、車軸シャフトのフレキシブル ギアへのモーター ピニオンによって行われました。モーターは常に並列に接続されていました。[6]多くの同様の 4 軸 Do 機関車は、始動と走行の間の主な制御として、モーターを並列から直列または直並列回路に切り替える方法を使用していました。ただし、グレート ノーザンでは、モーター ジェネレータ システムの柔軟性と励磁界巻線の制御により、より優れた制御が可能になりました。モーター界磁は、直列巻線として、または定電流または定馬力のいずれかの特性を持つジェネレータとは別の励磁で動作させることができました。[5]
サービス
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Z-1の最初のペアは1926年12月に到着し、2番目のペアは1か月後に続き、どちらも新しいトンネルが開通する前に到着しました。これらはまず、古いトンネルを単相に配線し直すことで、三相ボックスキャブを置き換えました。電化電圧は1927年3月5日に切り替えられました。 [5]この後、ボックスキャブは撤退し、Z-1がその役割を引き継ぎました。これらの最初の2組の機関車は、1927年のほぼすべてのサービスを運営し、それぞれ年間約50,000マイルを走行しました。[5]移動時間は、2,500トンの東行き列車で4時間から、3,500トンの列車で1時間45分に短縮されました。電化区間の端は、約750フィートの標高と同様に、トンネルの東口の線路の頂上が2,800フィートです。東行きの上り坂は20マイルで一定の2.2%の勾配があり、その後トンネルを通る同様の距離で1.56%の勾配がある。西行きの上り坂はより長く、勾配もより変化に富んでおり、ウェナッチーからトンネル入口まで50マイルあり、最大2.2%の勾配がある。機関車の定格速度は、0.7%以上の勾配を登るときに全力を発揮できるような速度であった[5]。
8 台のY-1機関車のうち最初の1 台は 1927 年後半に到着し、Z-1 と並んで使用されました。Y-1 はより強力 (3,000 馬力 (2,200 kW)) でより重い (518,250 ポンド (235,070 kg)) 1-C+C-1 (またはUIC では(1′Co)+(Co1′) ) 機関車であり、ペアではなく個別に使用されました。
新しいカスケードトンネルは 1929 年 1 月 12 日に開通しました。この時点で Z-1 の 5 組すべてが納入され、Y-1 の 4 組も納入されていました。
グレート ノーザン鉄道は当初、電気機関車に「プルマン グリーン」の塗装を使用していました。1947年にW-1 キャブ ユニットユニットが到着したとき、オレンジとグリーンを金色のラインで区切った新しい「エンパイア ビルダー」スキームで塗装されました。他の電気機関車も後にこのエンパイア ビルダー カラーに塗り直されましたが、最も古い Z-1 は塗り直されませんでした。
第二次世界大戦後、1920 年代の設備で運行していた他の多くの米国の電気鉄道と同様に、電化システムを更新するのではなく、ディーゼル牽引に切り替えるという決定が下されました。これにより、蒸気と電気を交互に切り替えるのではなく、同じ機関車で直通牽引が可能になります。ただし、トンネルの換気を改善する必要があり、同じ牽引電流で駆動する強制換気ファン ハウスが東口の周囲に建設されました。これには、トンネル口に閉じたドアを設置して空気の流れを制御し、列車が近づくと自動的に開くようにすることが含まれていました。
Z-1はすべて1956年8月に退役し、解体された。[1]他のGN電気機関車は他の鉄道会社に売却された。
参考文献
ウィキメディア・コモンズには、グレート・ノーザン Z-1 クラスに関連するメディアがあります。
- ^ イタリアのアルプスのルートでも使われていました。
- ^ 当初の4台のボックスキャブは5000(1)...5003(1)の番号だったが、1927年5月に廃止され、これらの番号が解放された。[9]
- ^ abc Ben Ringnalda (2005). 「GN BLW-ウェスティングハウス Z-1」.グレート・ノーザン帝国。
- ^ Ben Ringnalda (2005). 「Great Northern Electric Rosters」.グレートノーザン帝国。
- ^ ランゲ、グレッグ（2003年1月26日）。「1910年3月1日、ウェリントンの列車事故で96人が死亡」。歴史リンク。 2018年6月20日閲覧。
- ^ ミドルトン（1974）、154-155ページ。
- ^ abcdefg PA McGee、ウェスティングハウス（1928 年12月）。「北部の大電化」。鉄道および機関車工学。XLI （12）：331–334。
- ^ abcde CE Baston、ウェスティングハウス（1927年2月）。「グレートノーザン鉄道のモーター発電機付き機関車」。鉄道および機関車工学。XL （2）：52–54。
- ^ ミドルトン（1974）、163-169頁。
- ^ キーズ＆ミドルトン（1980）、117ページ。
- ^ Ben Ringnalda (2005). 「GN Alco-GE 3相5000s」.グレートノーザン帝国。
- ミドルトン、ウィリアム D. (1974)。「カスケード山脈の征服」。蒸気鉄道が電化されたとき。ミルウォーキー:カルムバッハ出版。pp. 154–179。ISBN 0-89024-028-0。
- Keyes, Norman C. Jr.; Middleton, Kenneth R. (1980 年秋)。「グレート ノーザン鉄道会社: 機関車全車名簿、1861-1970」。鉄道の歴史。143 ( 143 )。マサチューセッツ州ボストン: 鉄道機関車歴史協会: 117。ISSN 0090-7847。JSTOR 43523930 。